無污染低成本

E-Fan 飛機有兩具電動馬達帶動兩組可變頻渦扇推進器，總耗電60 千瓦，內(nèi)建12 cell 的鋰聚合物電池，電池以被動式氣冷散熱，起飛時先由機輪動力馬達如電動車一般加速到時速60 公里，才改用渦扇推進器推進，可大幅減少起飛過程所需的能量，全機重量500 公斤，可搭乘2 人。特別的是，E-Fan100%依靠電池續(xù)航，無需航油提供動力。由于依靠電池提供動力，所以E-Fan 在飛行過程中不會排放廢氣，在E-Fan 試飛的過程中也幾乎聽不到任何刺耳的噪音，相比普通飛機顯得非常安靜。現(xiàn)在，空客公司將E-Fan 作為教練機使用，其優(yōu)點就是費用低，可以極大降低學習駕駛的費用，E-Fan 飛行一小時的能源成本只有2 歐元（約合人民幣17 元），而傳統(tǒng)的教練機，同樣以飛行一小時計算，燃料成本需要36-46 歐元。

分布式電能推進(DEP)

相比傳統(tǒng)活塞發(fā)動機或渦輪式引擎，電動飛機所運用的電能推進(electric propulsion)的技術(shù)優(yōu)勢頗為明顯，例如電子控制的最新式電動引擎能夠提供大量扭力，可有效推動螺旋槳、扇葉及輪胎。電動引擎所需零件較少，也減 少了出現(xiàn)零件磨損或破損的機會。特別的是，電能推進有能力打破現(xiàn)有飛機設(shè)計限制，讓一些顛覆傳統(tǒng)飛機設(shè)計的概念成真，而這其中的奧妙在于“分布式電能推 進”(DEP)。

“分布式電能推進”概念在于利用 一系列電能螺旋槳，取代現(xiàn)有飛機笨重的噴射引擎，而且不一定要安裝在機翼下，可按需要設(shè)置在機身不同位置。除了允許打造出外表截然不同的飛機外，也可以減 少機翼面積及重量，節(jié)省燃料。同時每個電能螺旋槳能夠單獨控制和運作，通過調(diào)節(jié)飛機不同部位的推力，有助機師更好應(yīng)對飛行環(huán)境改變，例如突如其來的強風或 氣流。

空客的E-Thrus 混合動力飛機

除了近日引發(fā)關(guān)注的E-Fan 電動飛機，空客公司與英國飛機引擎制造商勞斯萊斯合 作，共同生產(chǎn)一款名為E-Thrust 的電動式飛機。E-Thrust 的目標是要實現(xiàn)這樣的目標, 能夠攜帶90 名乘客飛行兩個小時甚至更久。不過, 這也要依賴于未來儲存電池在技術(shù)的突破才能得以實現(xiàn)。同時，這個概念也是使用分布式推進的概念, 但有一點不同的是,E-thrust是混合動力飛機。空客兩種飛機的研發(fā)，能夠在未來的發(fā)展中取長補短。

E-Thrust機尾裝有傳統(tǒng)噴射引擎，每邊機翼則各有3個電力推動的螺旋槳。飛機起飛時，引擎和6 個螺旋槳會全速運作，提供最大升力；當?shù)竭_航行高度，噴射引擎功率會稍為下降，但仍足以推動螺旋槳及為電池充電；開始下降時，噴射引擎及螺旋槳都會關(guān)閉， 讓飛機進入滑翔狀態(tài)，迎面而來的氣流會把螺旋槳變成風車一樣，為電池充電；降落時則主要利用螺旋槳，若需要額外動力則可再次啟動噴射引擎。混能系統(tǒng)優(yōu)勢在 于可提升涵道比(bypassratio)，即空氣被引進噴射引擎后，流經(jīng)核心部位外( 外進氣道) 的空氣及流進燃燒室(內(nèi)進氣道) 的空氣流量比率。

早期客機的引擎主要從內(nèi)進氣道噴出的空氣取得推力，涵道比約為5:1，這導致它們需要更多能量及產(chǎn)生較大噪音，現(xiàn)代客機涵道比則約為12:1， 而只有尾部設(shè)有噴射引擎的E-Thrust，涵道比估計高達20:1，使得它燃油效率高之外還非常安靜。而另一優(yōu)勢來自于，分散在機翼上的螺旋槳，可有效 捕捉到流經(jīng)機翼表面的緩慢空氣，這些空氣會對機翼構(gòu)成拉力，猶如把客機向后拖，令客機要消耗更多燃料維持航速。電動螺旋槳可以把這些緩慢空氣加速，減少對 客機的拉力。

混合動力系統(tǒng)的一大優(yōu)點就是它提供了一個巨大的提升飛機的“搭橋”比率。當爆炸離開核心的渦輪, 通過軸轉(zhuǎn)動風扇前面的引擎來吸引更多的空氣。E-Thrust 整齊的混合設(shè)置都圍繞這些問題, 因為只有尾巴的噴氣發(fā)動機燃燒的核心。這意味著所有的空氣流經(jīng)6 個電動的粉絲為其“有效”的涵道比20:1 或更多。這將為飛機極大地節(jié)省燃油, 變得安靜。

NASA LEAPTech 機翼技術(shù)

NASA（美國航 空航天局）已經(jīng)測試了名為前沿異步推進的技術(shù)（LEAPTech），這種新型機翼設(shè)計很有可能應(yīng)用于新一代飛行模擬器X-Plane 上。LEAPTech 的主要潛在優(yōu)勢包括，降低對石油燃料的依賴，改善飛機性能和飛行質(zhì)量，并降低飛機噪聲。LEAPTech 項目是NASA未來10 年內(nèi)將飛機工業(yè)過渡到電力推進系統(tǒng)的一個重要部分，并且具有在下一個時期向通用航空飛機轉(zhuǎn)化，并在長期內(nèi)向運輸飛機轉(zhuǎn)化的潛力。

Sceptor 小型電動飛機

現(xiàn)在，NASA 正在利用DEP 技術(shù)打造小型飛機Sceptor。Sceptor 的小型螺旋槳會增加飛機的升力以較低的速度, 使它在更短的跑道上起飛和降落。這也意味著機翼可能更加纖細, 也許只有三分之一的傳統(tǒng)飛機機翼的寬度, 從而節(jié)約重量和燃油成本。可是，大翅膀在飛機巡航時效率不高, 因為它們造成了許多阻力。Sceptor 巡航的翅膀?qū)⒏觾?yōu)化, 但仍舊可以提供足夠的提升有助于防止在起飛或降落的停滯。一旦Sceptor 測試成功，這項技術(shù)有可能融入小型客機中，幫助它們達到零排放和極度安靜的飛行，營運開支也會較現(xiàn)在少30%。

技術(shù)挑戰(zhàn)

電動飛機仍有多項重大技術(shù)障礙需要跨越，當中最棘手的在于電池容量和推力。雖然近年來電池技術(shù)的研究突飛猛進，但續(xù)航力相對傳統(tǒng)飛機仍有明顯差 距，例如E-Fan 所用的鋰離子電池只能支撐約一小時的飛行。另一方面，超導體的技術(shù)和研究未足以為飛機提供理想的推力，使得電動飛機在性能上仍然難以跟傳統(tǒng)的飛機相比。

然而放眼未來，飛行科技的電動化發(fā)展必將為航空業(yè)開啟第二個“黃金時代”。